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JP7749630B2 - Plants with altered flower color and method for producing same - Google Patents
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JP7749630B2 - Plants with altered flower color and method for producing same - Google Patents

Plants with altered flower color and method for producing same

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JP7749630B2 JP2023170210A JP2023170210A JP7749630B2 JP 7749630 B2 JP7749630 B2 JP 7749630B2 JP 2023170210 A JP2023170210 A JP 2023170210A JP 2023170210 A JP2023170210 A JP 2023170210A JP 7749630 B2 JP7749630 B2 JP 7749630B2
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Description

IPOD IPOD FERM BP-22483FERM BP-22483

本発明は、花色が変化している植物及びその作出方法に関する。 The present invention relates to plants with altered flower color and methods for producing such plants.

花産業は、新規かつ種々の品種を開発することに努力している。新規品種育成のための有効な方法の一つとして花の色を変えることがあり、古典的な育種方法を用いて、ほとんどの商業的品種について様々な花色を呈する品種が作出されている。 The flower industry strives to develop new and diverse varieties. One effective way to develop new varieties is to change flower color, and using classical breeding methods, most commercial varieties have been developed to exhibit a variety of flower colors.

これまでに、例えば、特許文献1では、青系花色を有する植物の作出方法が報告されている。より具体的には、特許文献1の方法は、青系花色を有する植物の作出方法であって、アントシアニンB環の3′及び5′位が配糖化されたデルフィニジン型アントシアニンとフラボン配糖体もしくはフラボノール配糖体を植物の細胞内で共存させることを特徴とする方法である。 For example, Patent Document 1 has reported a method for producing plants with blue flower colors. More specifically, the method in Patent Document 1 is a method for producing plants with blue flower colors, and is characterized by causing a delphinidin-type anthocyanin, in which the 3' and 5' positions of the anthocyanin B ring are glycosylated, to coexist with a flavone glycoside or a flavonol glycoside within plant cells.

また、特許文献2では、これまでに作出できなかった新たな色調の花色を有する新規マンデビラ属植物が開示されている。より具体的には、特許文献2の新規マンデビラ属植物は、花弁中に少なくとも1種類以上のカロテノイド色素を含むマンデビラ属植物であって、前記カロテノイド色素が、ネオキサンチン又はその誘導体であることを特徴とするマンデビラ属植物である。 Furthermore, Patent Document 2 discloses a novel Mandevilla plant with flower colors of new tones that have not previously been produced. More specifically, the novel Mandevilla plant of Patent Document 2 is a Mandevilla plant that contains at least one type of carotenoid pigment in its petals, and is characterized in that the carotenoid pigment is neoxanthin or a derivative thereof.

国際公開第2017/169699号International Publication No. 2017/169699 特開2021-175402号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-175402

Tatsuzawa, F. et. al. Biochem. Systemat. Ecol. 99, 2021, 104347Tatsuzawa, F. etc. al. Biochem. Systemat. Ecol. 99, 2021, 104347 Macz-Pop, G. A. et. al. Food Chem. 94, 2006, 448-456Macz-Pop, G. A. etc. al. Food Chem. 94, 2006, 448-456 Oyama, K. et. al. J. Agric. Food Chem. 63, 2015, 7630-7635Oyama, K. etc. al. J. Agric. Food Chem. 63, 2015, 7630-7635

花色が変化している植物に関する開発は、依然として必要されている。 There is still a need for development of plants with altered flower color.

例えば、マンデビラ属植物においては、これまで白、ピンク、赤色の花色を有する品種のみであって、特許文献2は、カロテノイド色素を含んでいる新色なマンデビラ属植物を提供しているものの、青色系のマンデビラ属植物に関する研究は、依然として必要である。 For example, until now, only varieties of Mandevilla plants have been known with white, pink, and red flower colors, and although Patent Document 2 provides Mandevilla plants with new colors that contain carotenoid pigments, research on blue Mandevilla plants is still needed.

本発明は、上記の事情を改善しようとするものであり、その目的は、花色が変化している植物及びその作出方法を提供することである。 The present invention aims to improve the above situation, and its purpose is to provide plants with altered flower color and a method for producing such plants.

上記の目的を達成する本発明は、以下のとおりである。 The present invention, which achieves the above objectives, is as follows:

〈態様1〉
植物の作出方法であって、
前記植物の花弁の細胞中において、アントシアニジン色素を前記細胞中に存在している色素の総量に対して30質量%以上蓄積させることを含み、かつ
前記アントシアニジン色素を蓄積させる前の前記植物の花色と比べて、前記アントシアニジン色素を蓄積させた後の前記植物の花色が、CIE L表色系におけるbの値が減少するように変化している、
方法。
〈態様2〉
アントシアニジン修飾酵素遺伝子を少なくとも一部欠損させることによって、前記アントシアニジン色素を蓄積させる、態様1に記載の方法。
〈態様3〉
前記アントシアニジン修飾酵素遺伝子のプロモーター領域を少なくとも一部欠損させることを含み、かつ
前記アントシアニジン修飾酵素が、アントシアニジン配糖化酵素遺伝子及び/又はアントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素から選択される、
態様2に記載の方法。
〈態様4〉
前記アントシアニジン配糖化酵素が、ガラクトース転移酵素であって、かつ
前記ガラクトース転移酵素遺伝子のプロモーター領域において、配列番号1で示す配列、配列番号2で示す配列、及びそれらと少なくとも90%の同一性を有する配列からなる群より選択される少なくとも1つの配列を欠失させる、
態様3に記載の方法。
〈態様5〉
前記アントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素が、キシロース転移酵素であって、かつ
前記キシロース転移酵素遺伝子のプロモーター領域において、配列番号3で示す配列及びそれと少なくとも90%の同一性を有する配列からなる群より選択される少なくとも1つの配列を挿入させる、
態様3に記載の方法。
〈態様6〉
前記アントシアニジン色素が、シアニジンである、態様1~5のいずれか一項に記載の方法。
〈態様7〉
前記アントシアニジン色素が、前記細胞の細胞質中に局在している、態様1~6のいずれか一項に記載の方法。
〈態様8〉
前記植物の花弁の細胞中において、クロロゲン酸及びアルミニウムイオンが含有されている、態様1~7のいずれか一項に記載の方法。
〈態様9〉
前記植物が、キョウチクトウ科植物、ナス科植物、アゼトウガラシ科植物、及びゴマノハグサ科植物からなる群より選択される少なくとも1種である、態様1~8のいずれか一項に記載の方法。
〈態様10〉
前記植物が、マンデビラ属植物、ペチュニア属植物、及びトレニア属植物からなる群より選択される少なくとも1種である、態様1~9のいずれか一項に記載の方法。
〈態様11〉
前記植物が、独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センター(NITE-IPOD)にFERM ABP-22483の受領番号で寄託された、植物又はその子孫である、態様10に記載の方法。
〈態様12〉
植物の花弁の細胞中において、
アントシアニジン色素が、前記細胞中に存在している色素の総量に対して30質量%以上蓄積されており、かつ
アントシアニジン修飾酵素遺伝子の少なくとも一部が、欠損されている、
植物。
〈態様13〉
前記アントシアニジン色素が、前記細胞の細胞質中に局在している、態様12に記載の植物。
〈態様14〉
前記アントシアニジン修飾酵素遺伝子のプロモーター領域を少なくとも一部欠損させることを含み、かつ
前記アントシアニジン修飾酵素が、アントシアニジン配糖化酵素及び/又はアントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素から選択される、態様12又は13に記載の植物。
〈態様15〉
前記アントシアニジン配糖化酵素が、ガラクトース転移酵素であって、かつ
前記ガラクトース転移酵素遺伝子のプロモーター領域において、配列番号1で示す配列、配列番号2で示す配列、及びそれらと少なくとも90%の同一性を有する配列からなる群より選択される少なくとも1つの配列が欠失されている、
態様14に記載の植物。
〈態様16〉
前記アントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素が、キシロース転移酵素であって、かつ
前記キシロース転移酵素遺伝子のプロモーター領域において、配列番号3で示す配列及びそれと少なくとも90%の同一性を有する配列からなる群より選択される少なくとも1つの配列が挿入されている、
態様14に記載の植物。
〈態様17〉
前記アントシアニジン色素が、シアニジンである、態様12~16のいずれか一項に記載の植物。
〈態様18〉
前記植物の花弁の細胞中において、クロロゲン酸及びアルミニウムイオンが含まれている、態様12~17のいずれか一項に記載の植物。
〈態様19〉
前記植物が、キョウチクトウ科植物、ナス科植物、アゼトウガラシ科植物、及びゴマノハグサ科植物からなる群より選択される少なくとも1種である、態様12~18のいずれか一項に記載の植物。
〈態様20〉
前記植物が、マンデビラ属植物、ペチュニア属植物、及びトレニア属植物からなる群より選択される少なくとも1種である、態様12~19のいずれか一項に記載の植物。
〈態様21〉
前記マンデビラ属植物が、独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センター(NITE-IPOD)にFERM ABP-22483の受領番号で寄託された、植物又はその子孫である、態様20に記載の植物。
〈態様22〉
態様12~21のいずれか一項に記載の植物の子孫。
〈態様23〉
態様12~21のいずれか一項に記載の植物の繁殖材料。
〈態様24〉
態様12~21のいずれか一項に記載の植物の植物体の一部、組織又は細胞。
<Aspect 1>
A method for producing a plant, comprising:
The method includes accumulating an anthocyanidin pigment in cells of petals of the plant in an amount of 30 mass% or more of the total amount of pigment present in the cells, and the flower color of the plant after accumulating the anthocyanidin pigment has changed so that the b * value in the CIE L * a * b * color system is decreased compared to the flower color of the plant before accumulating the anthocyanidin pigment.
method.
<Aspect 2>
Aspect 2. The method according to aspect 1, wherein the anthocyanidin pigment is accumulated by at least partially deleting an anthocyanidin-modifying enzyme gene.
<Aspect 3>
the method comprises deleting at least a portion of the promoter region of the anthocyanidin modifying enzyme gene, and the anthocyanidin modifying enzyme is selected from an anthocyanidin glycosidase gene and/or anthocyanidin 3-glucoside glycosidase.
The method according to aspect 2.
<Aspect 4>
the anthocyanidin glycosidase is a galactosyltransferase, and at least one sequence selected from the group consisting of the sequence shown in SEQ ID NO: 1, the sequence shown in SEQ ID NO: 2, and sequences having at least 90% identity thereto is deleted in the promoter region of the galactosyltransferase gene;
The method according to aspect 3.
Aspect 5
the anthocyanidin 3-glucoside glycosidase is a xylosyltransferase, and at least one sequence selected from the group consisting of the sequence shown in SEQ ID NO: 3 and a sequence having at least 90% identity thereto is inserted into the promoter region of the xylosyltransferase gene.
The method according to aspect 3.
Aspect 6
Aspect 6. The method of any one of aspects 1 to 5, wherein the anthocyanidin pigment is cyanidin.
Aspect 7
Aspect 7. The method of any one of aspects 1 to 6, wherein the anthocyanidin pigment is localized in the cytoplasm of the cell.
<Aspect 8>
Aspect 8. The method according to any one of Aspects 1 to 7, wherein chlorogenic acid and aluminum ions are contained in cells of petals of the plant.
<Aspect 9>
Aspect 9. The method according to any one of Aspects 1 to 8, wherein the plant is at least one species selected from the group consisting of Apocynaceae plants, Solanaceae plants, Azollaceae plants, and Scrophulariaceae plants.
Aspect 10
Aspect 10. The method according to any one of aspects 1 to 9, wherein the plant is at least one species selected from the group consisting of plants of the genus Mandevilla, plants of the genus Petunia, and plants of the genus Torenia.
<Aspect 11>
Aspect 11. The method according to aspect 10, wherein the plant is a plant deposited at the National Institute of Technology and Evaluation, International Patent Organism Depositary (NITE-IPOD) under accession number FERM ABP-22483, or a progeny thereof.
<Aspect 12>
In the cells of plant petals,
anthocyanidin pigments are accumulated in an amount of 30% by mass or more relative to the total amount of pigments present in the cells; and at least a portion of an anthocyanidin modifying enzyme gene is deleted.
plant.
<Aspect 13>
Aspect 13. The plant of aspect 12, wherein the anthocyanidin pigment is localized in the cytoplasm of the cell.
<Aspect 14>
Aspect 14. The plant according to aspect 12 or 13, comprising at least a partial deletion of a promoter region of the anthocyanidin modifying enzyme gene, and the anthocyanidin modifying enzyme is selected from anthocyanidin glycosidase and/or anthocyanidin 3-glucoside glycosidase.
Aspect 15
the anthocyanidin glycosidase is a galactosyltransferase, and at least one sequence selected from the group consisting of the sequence shown in SEQ ID NO: 1, the sequence shown in SEQ ID NO: 2, and sequences having at least 90% identity thereto is deleted in the promoter region of the galactosyltransferase gene;
A plant according to aspect 14.
<Aspect 16>
the anthocyanidin 3-glucoside glycosidase is a xylosyltransferase, and at least one sequence selected from the group consisting of the sequence shown in SEQ ID NO: 3 and a sequence having at least 90% identity thereto is inserted in the promoter region of the xylosyltransferase gene;
A plant according to aspect 14.
Aspect 17
Aspect 17. The plant according to any one of aspects 12 to 16, wherein the anthocyanidin pigment is cyanidin.
<Aspect 18>
Aspect 18. The plant according to any one of aspects 12 to 17, wherein chlorogenic acid and aluminum ions are contained in cells of petals of the plant.
<Aspect 19>
Aspect 19. The plant according to any one of aspects 12 to 18, wherein the plant is at least one species selected from the group consisting of Apocynaceae plants, Solanaceae plants, Azollaceae plants, and Scrophulariaceae plants.
<Aspect 20>
Aspect 20. The plant according to any one of aspects 12 to 19, wherein the plant is at least one species selected from the group consisting of plants of the genus Mandevilla, plants of the genus Petunia, and plants of the genus Torenia.
<Aspect 21>
Aspect 21. The plant according to aspect 20, wherein the Mandevilla plant is a plant deposited at the National Institute of Technology and Evaluation, International Patent Organism Depositary (NITE-IPOD) under accession number FERM ABP-22483, or a progeny thereof.
<Aspect 22>
A progeny of the plant according to any one of aspects 12 to 21.
<Aspect 23>
22. Propagation material of a plant according to any one of aspects 12 to 21.
<Aspect 24>
A part, tissue or cell of the plant according to any one of aspects 12 to 21.

本発明によれば、植物の花色が変化している植物を提供することができる。 The present invention makes it possible to provide plants with altered flower color.

図1は、実施例1における色素分析結果を示す図である。FIG. 1 shows the results of pigment analysis in Example 1. 図2は、実施例1におけるHPLC分析結果を示す図である。FIG. 2 shows the results of HPLC analysis in Example 1. 図3は、実施例2における構造解析結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the results of the structural analysis in Example 2. 図4は、実施例3におけるガラクトース転移酵素遺伝子及びキシロース転移酵素遺伝子の発現解析を示す図である。FIG. 4 shows the expression analysis of the galactosyltransferase gene and the xylosyltransferase gene in Example 3. 図5は、実施例4におけるLC-MS分析結果を示す図である。FIG. 5 shows the results of LC-MS analysis in Example 4. 図6は、実施例5における各種溶媒による抽出結果を示す図である。FIG. 6 shows the results of extraction using various solvents in Example 5. 図7は、実施例6の実験を示す図である。FIG. 7 shows the experiment of Example 6. 図8は、実施例7におけるガラクトース転移酵素遺伝子の塩基配列の解析結果及びアラインメントを示す図である。FIG. 8 shows the results of analysis of the nucleotide sequence of the galactosyltransferase gene in Example 7 and the alignment. 図9は、実施例7におけるキシロース転移酵素遺伝子の塩基配列の解析結果及びアラインメントを示す図である。FIG. 9 shows the analysis results and alignment of the base sequences of xylosyltransferase genes in Example 7. 図10は、実施例7における遺伝子マーカーを作成するための設計を示す図である。FIG. 10 shows a design for creating a genetic marker in Example 7. 図11は、実施例7におけるPCR増幅結果を示す図である。FIG. 11 shows the results of PCR amplification in Example 7. 図12は、実施例8における色素の細胞内局在場所を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the intracellular localization of the dye in Example 8.

以下、本発明の実施の形態について詳述する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、発明の本旨の範囲内で種々変形して実施できる。 The following describes in detail the embodiments of the present invention. Note that the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention.

《植物の作出方法》
本発明の植物の作出方法(以下、単に「本発明の方法」とも称する)は、
植物の花弁の細胞中において、アントシアニジン色素を細胞中に存在している色素の総量に対して30質量%以上蓄積させることを含み、かつ
アントシアニジン色素を蓄積させる前の植物の花色と比べて、アントシアニジン色素を蓄積させた後の植物の花色が、CIE L表色系におけるbの値が減少するように変化している、
方法
である。
<<Plant Creation Method>>
The method for producing a plant of the present invention (hereinafter also referred to simply as the "method of the present invention") comprises:
The method includes accumulating an anthocyanidin pigment in the cells of the petals of the plant in an amount of 30 mass% or more of the total amount of pigment present in the cells, and the flower color of the plant after accumulating the anthocyanidin pigment changes so that the b * value in the CIE L * a * b * color system decreases compared to the flower color of the plant before accumulating the anthocyanidin pigment.
It is a method.

これまでに、上記の特許文献1に記載のように、配糖体形態のアントシアニン色素等を花弁細胞内に蓄積させるという技術思想はあった。また、アグリコン状態の色素は一般に不安定であり、配糖化・アシル化等の修飾を受けることで細胞内では安定化することが知られていることから、アントシアニジン色素すなわち、アグリコン状態の色素を花弁細胞中に蓄積させるという技術思想、及びアントシアニジン色素が植物の花弁の細胞中に蓄積されたという前例も報告されていない。 As described in Patent Document 1 above, there has been a technical idea of accumulating glycoside-form anthocyanin pigments and the like within petal cells. Furthermore, it is known that aglycone-form pigments are generally unstable and become stabilized within cells through modifications such as glycosylation and acylation. Therefore, there have been no reports of the technical idea of accumulating anthocyanidin pigments, i.e., aglycone-form pigments, within petal cells, nor have there been any reports of anthocyanidin pigments accumulating within the petal cells of plants.

このため、本発明のアントシアニジン色素を植物の花弁の細胞中に存在している色素の総量に対して30質量%以上蓄積させるという技術思想は新規であり、また、後述する実施例1~8の結果からは、本発明の方法によれば、アントシアニジン色素を植物の花弁の細胞中(特に、細胞質中)に蓄積できることが示唆された。 For this reason, the technical concept of the present invention, of accumulating anthocyanidin pigments in an amount of 30% by mass or more of the total amount of pigments present in the petal cells of a plant, is novel, and the results of Examples 1 to 8 described below suggest that the method of the present invention makes it possible to accumulate anthocyanidin pigments in the petal cells (particularly in the cytoplasm) of a plant.

本発明の方法によれば、植物の花弁の細胞中において、アントシアニジン色素を細胞中に存在している色素の総量に対して30質量%以上蓄積させることができる。このアントシアニジン色素の蓄積量は、より具体的には、細胞中に存在している色素の総量に対して、30質量%以上、35質量%以上、40質量%以上、45質量%以上、50質量%以上、55質量%以上、60質量%以上、65質量%以上、70質量%以上、75質量%以上、80質量%以上、85質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、99質量%以上、又は約100質量%であり得る。なお、アントシアニジン色素の蓄積量並びに細胞中に存在している色素の総量は、例えば、凍結乾燥した花弁をトリフルオロ酢酸とアセトニトリルの混合液で色素を抽出して、HPLC分析を行うことによって求めることができる。より具体的には、後述する実施例1及び2を参照してよい。 According to the method of the present invention, anthocyanidin pigments can be accumulated in plant petal cells at a concentration of 30% by mass or more relative to the total amount of pigment present in the cells. More specifically, this accumulated amount of anthocyanidin pigments can be 30% by mass or more, 35% by mass or more, 40% by mass or more, 45% by mass or more, 50% by mass or more, 55% by mass or more, 60% by mass or more, 65% by mass or more, 70% by mass or more, 75% by mass or more, 80% by mass or more, 85% by mass or more, 90% by mass or more, 95% by mass or more, 99% by mass or more, or approximately 100% by mass relative to the total amount of pigment present in the cells. The accumulated amount of anthocyanidin pigments and the total amount of pigment present in the cells can be determined, for example, by extracting the pigments from freeze-dried petals with a mixture of trifluoroacetic acid and acetonitrile and performing HPLC analysis. For more specific details, see Examples 1 and 2 described below.

また、本発明において、アントシアニジン色素を蓄積させた後の植物におけるアントシアニジン色素の量は、特に限定されず、例えば、花弁1gあたり、0.05mg以上、0.1mg以上、0.2mg以上、0.3mg以上、0.4mg以上、0.5mg以上、0.6mg以上、0.7mg以上、0.8mg以上、0.9mg以上、1.0mg以上、1.0mg以上、1.2mg以上、1.3mg以上、1.4mg以上、1.5mg以上、又は2.0mg以上であってよく、また、2.5mg以下、2.0mg以下、1.8mg以下、1.5mg以下、又は1.1mg以下であってよい。 In addition, in the present invention, the amount of anthocyanidin pigments in a plant after accumulation of the anthocyanidin pigments is not particularly limited, and may be, for example, 0.05 mg or more, 0.1 mg or more, 0.2 mg or more, 0.3 mg or more, 0.4 mg or more, 0.5 mg or more, 0.6 mg or more, 0.7 mg or more, 0.8 mg or more, 0.9 mg or more, 1.0 mg or more, 1.0 mg or more, 1.2 mg or more, 1.3 mg or more, 1.4 mg or more, 1.5 mg or more, or 2.0 mg or more per 1 g of petals, or 2.5 mg or less, 2.0 mg or less, 1.8 mg or less, 1.5 mg or less, or 1.1 mg or less.

本発明において、アントシアニジン色素を蓄積させる前後の植物の花色の変化指標は、CIE L表色系におけるb値によって判断することができる。より具体的には、アントシアニジン色素を蓄積させる前の植物の花色と比べて、アントシアニジン色素を蓄積させた後の植物の花色が、CIE L表色系におけるbの値が減少するように変化していればよい。 In the present invention, the index of change in flower color of a plant before and after accumulation of an anthocyanidin pigment can be determined by the b * value in the CIE L * a * b * color system. More specifically, it is sufficient that the flower color of a plant after accumulation of anthocyanidin pigments has changed so that the b * value in the CIE L * a * b * color system is reduced compared to the flower color of the plant before accumulation of anthocyanidin pigments.

ここで、CIE L表色系は、国際照明委員会(CIE)で規格化された表色系であり、色調を表す表記法として広く知られており、CIE1976(L)表色系とも称される。L表色系においては、明度をLで表し、そして色相と彩度を示す色度をaとbで表している。aとbはそれぞれ色の方向を示しており、aは赤方向、-aは緑方向、bは黄方向、そして-bは青方向を示している。L、a及びbの各値は、三刺激値X、Y、Zから以下の等式から得ることができる。
= 116 (Y/Y1/3 - 16;
= 500 [(X/X1/3 - (Y/Y1/3]; 及び
= 200 [(Y/Y1/3 - (Z/Z1/3
ただし、X/X0、Y/Y及びZ/Zは > 0.008856であり、式中、X、Y及びZは標準光源の三刺激値を表す。
Here, the CIE L * a * b * color system is a color system standardized by the International Commission on Illumination (CIE) and is widely known as a notation method for expressing color tones. It is also called the CIE 1976 (L * a * b * ) color system. In the L * a * b * color system, lightness is represented by L * , and chromaticity, which indicates hue and saturation, is represented by a * and b * . a * and b * indicate the color direction, with a * representing the red direction, -a * representing the green direction, b * representing the yellow direction, and -b * representing the blue direction. The L* , a * , and b * values can be obtained from the tristimulus values X, Y, and Z using the following equations:
L * = 116 (Y/Y 0 ) 1/3 - 16;
a * = 500 [(X/X 0 ) 1/3 - (Y/Y 0 ) 1/3 ]; and b * = 200 [(Y/Y 0 ) 1/3 - (Z/Z 0 ) 1/3 ]
However, X/X 0 , Y/Y 0 and Z/Z 0 are >0.008856, where X 0 , Y 0 and Z 0 represent the tristimulus values of the standard illuminant.

また、CIE L表色系による色の解析は、積分球型の分光測色計によって簡便に行うことができ、例えば市販のスペクトロフォトメーター(CM-2022,コニカミノルタ)を使用することができる。 Furthermore, color analysis according to the CIE L * a * b * color system can be easily performed using an integrating sphere type spectrocolorimeter, for example, a commercially available spectrophotometer (CM-2022, Konica Minolta).

本発明の方法によれば、このbの値が減少することは、アントシアニジン色素を蓄積させた後の植物の花色はより青色系にシフトして、変化することを意味する。ここで、bの値の減少程度は、特に限定されず、例えば、5.0以上、10.0以上、15.0以上、20.0以上、25.0以上、30.0以上、35.0以上、40.0以上、45.0以上、又は50.0以上であってよい。 According to the method of the present invention, a decrease in the b * value means that the flower color of the plant after accumulation of anthocyanidin pigments shifts toward a bluer shade. The degree of decrease in the b * value is not particularly limited and may be, for example, 5.0 or more, 10.0 or more, 15.0 or more, 20.0 or more, 25.0 or more, 30.0 or more, 35.0 or more, 40.0 or more, 45.0 or more, or 50.0 or more.

また、本発明において、アントシアニジン色素を蓄積させた後の植物の花色のbの値は、特に限定されず、例えば、20.0以下、15.0以下、10.0以下、5.0以下、1.0以下又は0以下であってよい。また、bの値は、好ましくは0未満であってよい。また、bの値が0未満である場合には、より具体的には、その絶対値は、例えば1.0以上、5.0以上、10.0以上、15.0以上、20.0以上、25.0以上、又は30.0以上であってよい。 Furthermore, in the present invention, the b * value of the flower color of the plant after accumulation of anthocyanidin pigments is not particularly limited, and may be, for example, 20.0 or less, 15.0 or less, 10.0 or less, 5.0 or less, 1.0 or less, or 0 or less. The b * value may preferably be less than 0. Furthermore, when the b * value is less than 0, more specifically, its absolute value may be, for example, 1.0 or more, 5.0 or more, 10.0 or more, 15.0 or more, 20.0 or more, 25.0 or more, or 30.0 or more.

一実施形態では、本発明の方法によれば、花色が赤色であるマンデビラ属植物を用いる場合に、アントシアニジン色素を蓄積させる前のマンデビラ属植物の花色(赤色)と比べて、アントシアニジン色素を蓄積させた後のマンデビラ属植物の花色が、CIE L表色系におけるbの値が「20.9」から「-30.9」に減少して変化し、すなわち青色側にシフトするように変化することができる。 In one embodiment, according to the method of the present invention, when a Mandevilla plant with red flower color is used, the flower color of the Mandevilla plant after accumulation of anthocyanidin pigments changes as the b* value in the CIE L * a * b * color system decreases from "20.9" to "-30.9", compared to the flower color ( red ) of the Mandevilla plant before accumulation of anthocyanidin pigments, i.e., the flower color can be shifted toward the blue side.

本発明の方法に適用できる植物として、特に限定されず、例えば、キョウチクトウ科(Apocynaceae)植物、ナス科(Solanaceae)植物、アゼトウガラシ科(Linderniaceae)植物及びゴマノハグサ科(Scrophulariaceae)植物からなる群より選択される少なくとも1種であってよい。 Plants that can be used in the method of the present invention are not particularly limited and may be, for example, at least one species selected from the group consisting of plants of the Apocynaceae family, the Solanaceae family, the Linderniaceae family, and the Scrophulariaceae family.

更に、本発明の方法に適用できる植物として、マンデビラ属(Mandevilla)植物、ペチュニア属(Petunia)植物、及びトレニア属(Torenia)植物からなる群より選択される少なくとも1種であってよいが、これらに限定されない。 Furthermore, plants that can be used in the method of the present invention may be at least one species selected from the group consisting of plants of the genus Mandevilla, the genus Petunia, and the genus Torenia, but are not limited to these.

一般的に、植物に含まれ、赤色、青色、紫色の花色を呈するのは、アントシアニン色素に由来するものと知られている。アントシアニジン(アグリコン)色素に、配糖化酵素等によって糖が付加されたものは、アントシアニン色素である。 It is generally known that the red, blue, and purple flower colors found in plants are derived from anthocyanin pigments. Anthocyanin pigments are formed when sugars are added to anthocyanidin (aglycone) pigments using glycosyltransferases, etc.

本発明において、アントシアニジン色素は、アントシアニン色素のアグリコンであり、以下の一般式(I)で示されている化合物の構造を有する:
(式(I)中、R、R、R、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、水素原子、-OH基、又は-OCH基であってよい。)
In the present invention, an anthocyanidin pigment is an aglycone of an anthocyanin pigment, and has the structure of a compound represented by the following general formula (I):
(In formula (I), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , and R 7 may each independently represent a hydrogen atom, an —OH group, or an —OCH 3 group.)

一般式(I)において、アントシアニジン部位のB環のヒドロキシ基の数により、ペラルゴジニン、シアニジン及びデルフィニジンの3系統に分類される。また、アントシアニジン部位のA環やC環に付加される糖の種類及び数によって、種々のアントシアニン色素が存在し得る。 In general formula (I), anthocyanin pigments are classified into three types: pelargodinin, cyanidin, and delphinidin, depending on the number of hydroxy groups on the B ring of the anthocyanidin moiety. Furthermore, various anthocyanin pigments can exist depending on the type and number of sugars added to the A ring and C ring of the anthocyanidin moiety.

本発明の方法において、アントシアニジン色素は、シアニジンであってよい。シアニジンは、以下の式(II)で示す構造を有する。
In the method of the present invention, the anthocyanidin pigment may be cyanidin, which has the structure shown in formula (II):

本発明の方法において、例えば、花色が赤色であるマンデビラ属植物を用いる場合には、植物の花弁の細胞中において、シアニジンを蓄積させることが好ましい。これによって、シアニジンを蓄積させる前のマンデビラ属植物の花色(赤色)と比べて、シアニジンを蓄積させた後のマンデビラ属植物の花色が青色に変化することができる。 When using the method of the present invention, for example, with a Mandevilla plant whose flowers are red, it is preferable to accumulate cyanidin in the petal cells of the plant. This allows the flower color of the Mandevilla plant after cyanidin accumulation to change to blue, compared to the flower color (red) of the Mandevilla plant before cyanidin accumulation.

本発明において、アントシアニジン色素は、植物の花弁の細胞中の細胞質中に局在している形態であってよく、特に植物の花弁表皮細胞の細胞質中に局在している状態であり得る。これに対して、アントシアニン色素は、一般的に、花弁の細胞中の液胞中に局在している。なお、色素が細胞内の局在場所(すなわち、存在する場所)の確認は、例えば、花弁からプロトプラストを作製し、血球計数用スライドグラスを用いて、位相差型顕微鏡による観察で行うことができる。 In the present invention, anthocyanidin pigments may be localized in the cytoplasm of plant petal cells, and in particular, may be localized in the cytoplasm of plant petal epidermal cells. In contrast, anthocyanin pigments are generally localized in vacuoles in petal cells. The intracellular location of the pigment (i.e., the location where it is present) can be confirmed, for example, by preparing protoplasts from petals and observing them under a phase-contrast microscope using a hemocytometer slide.

本発明の方法において、植物の花弁の細胞中において、アントシアニジン修飾酵素遺伝子を少なくとも一部欠損させることによって、アントシアニジン色素を蓄積させることができる。ここで、アントシアニジン修飾酵素とは、アグリコン状態のアントシアニジンを修飾できる酵素であってよく、例えば、アントシアニジンを配糖化させるための酵素であってもよく、アントシアニジンをアシル化させるための酵素であってもよい。 In the method of the present invention, anthocyanidin pigments can be accumulated in plant petal cells by at least partially deleting an anthocyanidin-modifying enzyme gene. Here, the anthocyanidin-modifying enzyme may be an enzyme that can modify anthocyanidins in the aglycone state, such as an enzyme that glycosylates anthocyanidins or an enzyme that acylates anthocyanidins.

本発明の一態様において、アントシアニジン修飾酵素が、アントシアニジン配糖化酵素及び/又はアントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素から選択されてよい。この場合、本発明の方法において、アントシアニジン配糖化酵素遺伝子及び/又はアントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素遺伝子を少なくとも一部欠損させることによって、アントシアニジン色素を蓄積させる行うことができ、好ましくは、アントシアニジン配糖化酵素遺伝子及びアントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素遺伝子の両方を少なくとも一部欠損させることによって、アントシアニジン色素を蓄積させる行うことができる。 In one aspect of the present invention, the anthocyanidin-modifying enzyme may be selected from anthocyanidin glycosidase and/or anthocyanidin 3-glucoside glycosidase. In this case, in the method of the present invention, anthocyanidin pigments can be accumulated by at least partially deleting the anthocyanidin glycosidase gene and/or the anthocyanidin 3-glucoside glycosidase gene. Preferably, anthocyanidin pigments can be accumulated by at least partially deleting both the anthocyanidin glycosidase gene and the anthocyanidin 3-glucoside glycosidase gene.

理論に限定されるものではないが、植物の花弁の細胞中において、例えば、アントシアニジン配糖化酵素遺伝子及びアントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素遺伝子を少なくとも一部欠損させることによって、アントシアニジン色素がその配糖体であるアントシアニンに転換することができず、その結果、アントシアニジン色素が蓄積されることとなり得る。なお、アントシアニジン配糖化酵素遺伝子及びアントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素遺伝子の欠損の部位は、特に限定されず、例えば、それぞれのプロモーター領域であってよい。 Without being limited by theory, for example, by at least partially deleting the anthocyanidin glycosidase gene and the anthocyanidin 3-glucoside glycosidase gene in the cells of plant petals, anthocyanidin pigments cannot be converted to their glycosides, anthocyanins, and as a result, anthocyanidin pigments may accumulate. The sites of deletion in the anthocyanidin glycosidase gene and the anthocyanidin 3-glucoside glycosidase gene are not particularly limited and may be, for example, the respective promoter regions.

また、アントシアニジン修飾酵素遺伝子の欠損は、当業界における慣習的な技術を用いてよく、例えば、ガンマ線・重イオンビーム等の照射による突然変異誘発、RNAi、ゲノム編集等を用いてよい。更に具体的には、例えばアントシアニジン修飾酵素遺伝子におけるDNA配列の少なくとも一部に対して、欠失、挿入、置換、及び/又は追加させることによって達成し得る。 Furthermore, deletion of the anthocyanidin modifying enzyme gene may be achieved using conventional techniques in the art, such as mutagenesis using irradiation with gamma rays or heavy ion beams, RNAi, genome editing, etc. More specifically, deletion may be achieved by deleting, inserting, substituting, and/or adding at least a portion of the DNA sequence in the anthocyanidin modifying enzyme gene.

本発明の方法において、アントシアニジン配糖化酵素は、具体的には、例えばガラクトース転移酵素であってよい。ガラクトース転移酵素の遺伝子は、配列番号4で示すDNA配列、配列番号5で示すアミノ酸配列を有し得る。また、アントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素は、具体的には、例えば、キシロース転移酵素であってよい。キシロース転移酵素の遺伝子は、配列番号6で示すDNA配列、配列番号7で示すアミノ酸配列を有し得る。 In the method of the present invention, the anthocyanidin glycosidase may specifically be, for example, a galactosyltransferase. The galactosyltransferase gene may have the DNA sequence shown in SEQ ID NO: 4 and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 5. Furthermore, the anthocyanidin 3-glucoside glycosidase may specifically be, for example, a xylosyltransferase. The xylosyltransferase gene may have the DNA sequence shown in SEQ ID NO: 6 and the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7.

例えば、シアニジンに対して、ガラクトース転移酵素及びキシロース転移酵素が存在している場合、シアニジンが2段階の糖化反応を経て、以下の式(III)で示すシアニジン配糖体になり得る。その第1段階として、シアニジンは、その3位にガラクトース転移酵素によってガラクトースが付加され、シアニジン3-ガラクトシドとなる。そして、第2段階として、シアニジン3-ガラクトシドが、キシロース転移酵素によって、キシロースが更に付加されうる。 For example, when cyanidin is treated with galactosyltransferase and xylosyltransferase, the cyanidin can undergo a two-step saccharification reaction to become the cyanidin glycoside shown in formula (III) below. In the first step, galactose is added to the 3-position of cyanidin by the galactosyltransferase, forming cyanidin 3-galactoside. Then, in the second step, xylose can be further added to cyanidin 3-galactoside by the xylosyltransferase.

(式(III)中、Galは、ガラクトースを表し、Xylはキシロースを表す。) (In formula (III), Gal represents galactose, and Xyl represents xylose.)

また、本発明の方法において、アントシアニジン配糖化酵素が、ガラクトース転移酵素である場合、ガラクトース転移酵素遺伝子のプロモーター領域において、配列番号1で示す配列、配列番号2で示す配列、及びそれらと少なくとも90%の同一性を有する配列からなる群より選択される少なくとも1つの配列を欠失させてよい。 Furthermore, in the method of the present invention, when the anthocyanidin glycosidase is a galactosyltransferase, at least one sequence selected from the group consisting of the sequence shown in SEQ ID NO: 1, the sequence shown in SEQ ID NO: 2, and sequences having at least 90% identity thereto may be deleted in the promoter region of the galactosyltransferase gene.

また、ガラクトース転移酵素遺伝子において、配列が欠失されているものであるかどうかの識別は、例えば、配列が欠失していない遺伝子の場合と比べて、欠失している部分を跨ぐようにPCRプライマーを設計してよい。そして、設計されたプライマーを用いてPCRを行い、目的の長さの増幅断片が得られる場合には、配列が欠失されているものとして識別することができる。 In addition, to identify whether a galactosyltransferase gene has a deleted sequence, PCR primers may be designed to span the deleted portion, compared to a gene without a deleted sequence. Then, PCR is performed using the designed primers, and if an amplified fragment of the desired length is obtained, the gene can be identified as having a deleted sequence.

本発明の方法において、アントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素が、キシロース転移酵素である場合、キシロース転移酵素遺伝子のプロモーター領域において、配列番号3で示す配列及びそれと少なくとも90%の同一性を有する配列からなる群より選択される少なくとも1つの配列を挿入させてよい。 In the method of the present invention, when the anthocyanidin 3-glucoside glycosidase is a xylosyltransferase, at least one sequence selected from the group consisting of the sequence shown in SEQ ID NO: 3 and sequences having at least 90% identity thereto may be inserted into the promoter region of the xylosyltransferase gene.

また、キシロース転移酵素において、配列が挿入されているものであるかどうかの識別は、例えば、配列が挿入されていない遺伝子の場合と比べて、挿入している部分の中から、PCRプライマーを設計してよい。そして、設計されたプライマーを用いてPCRを行い、目的の長さの増幅断片が得られる場合には、配列が挿入されているものとして識別することができる。 In addition, to identify whether a sequence has been inserted into a xylosyltransferase gene, PCR primers may be designed from the inserted portion, for example, compared to a gene without an inserted sequence. Then, PCR is performed using the designed primers, and if an amplified fragment of the desired length is obtained, the gene can be identified as having an inserted sequence.

なお、本発明において、用語「同一性」とは、ポリペプチド配列(又はアミノ酸配列)あるいはポリヌクレオチド配列(又は塩基配列)における2本の鎖の間で該鎖を構成している各アミノ酸残基同志又は各塩基同志の互いの適合関係において同一であると決定できるようなものの量(数)を意味し、二つのポリペプチド配列又は二つのポリヌクレオチド配列の間の配列相関性の程度を意味するものであり、「同一性」は容易に算出できる。二つのポリヌクレオチド配列又はポリペプチド配列間の同一性を測定する方法は数多く知られており、用語「同一性」は、当業者には周知である(例えば、Lesk, A. M. (Ed.), Computational Molecular Biology, Oxford University Press, New York, (1988); Smith, D. W. (Ed.), Biocomputing: Informatics and Genome Projects, Academic Press, New York, (1993); Grifin, A. M. & Grifin, H. G. (Ed.), Computer Analysis of Sequence Data: Part I, Human Press, New Jersey, (1994); von Heinje, G., Sequence Analysis in Molecular Biology, Academic Press, New York, (1987); Gribskov, M. & Devereux, J. (Ed.), Sequence Analysis Primer, M-Stockton Press, New York, (1991)等参照)。 In the present invention, the term "identity" refers to the amount (number) of amino acid residues or bases that can be determined to be identical between two chains in a polypeptide sequence (or amino acid sequence) or polynucleotide sequence (or base sequence) in terms of their matching relationship with each other, and refers to the degree of sequence correlation between two polypeptide sequences or two polynucleotide sequences, and "identity" can be easily calculated. Numerous methods for determining identity between two polynucleotide or polypeptide sequences are known, and the term "identity" is well known to those skilled in the art (see, e.g., Lesk, A. M. (Ed.), Computational Molecular Biology, Oxford University Press, New York, (1988); Smith, D. W. (Ed.), Biocomputing: Informatics and Genome Projects, Academic Press, New York, (1993); Grifin, A. M. & Grifin, H. G. (Ed.), Computer Analysis of Sequence Data: Part I, Human Press, New Jersey, (1994); von Heinje, G. , Sequence Analysis in Molecular Biology, Academic Press, New York, (1987); Gribskov, M. & Devereux, J. (Ed.), Sequence Analysis Primer, M-Stockton Press, New York, (1991), etc.).

また、本明細書に記載される「同一性」の数値は、特に明示した場合を除き、当業者に公知の同一性検索プログラムを用いて算出される数値であってよいが、好ましくは、MacVectorアプリケーション(バージョン9.5 Oxford Molecular Ltd.,Oxford,England)のClustalWプログラムを用いて算出される数値である。本発明において、各配列間の「同一性」の程度は、例えば、約90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、又は94%以上であってよく、好ましくは95%以上、より好ましくは96%以上、更に好ましくは97%以上、特に好ましくは98%以上、最も好ましくは99%以上であってよい。 Unless otherwise specified, the "identity" values described herein may be values calculated using identity search programs known to those skilled in the art, but are preferably values calculated using the ClustalW program in the MacVector application (version 9.5, Oxford Molecular Ltd., Oxford, England). In the present invention, the degree of "identity" between each sequence may be, for example, about 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, or 94% or more, preferably 95% or more, more preferably 96% or more, even more preferably 97% or more, particularly preferably 98% or more, and most preferably 99% or more.

本発明において、植物の花弁の細胞中において、クロロゲン酸及びアルミニウムイオンが含有されていてよい。クロロゲン酸及びアルミニウムイオンが存在していると、コピグメント効果によって、花色をより強く変化させることができる。例えば、花色が赤色であるマンデビラ属植物を用いる場合には、植物の花弁の細胞中において、クロロゲン酸及びアルミニウムイオンが存在していると、シアニジンを蓄積させる前のマンデビラ属植物の花色(赤色)と比べて、シアニジンを蓄積させた後のマンデビラ属植物の花色が青色により強く変化することができる。 In the present invention, chlorogenic acid and aluminum ions may be contained in the petal cells of the plant. The presence of chlorogenic acid and aluminum ions can result in a more pronounced change in flower color due to the co-pigment effect. For example, when a Mandevilla plant with red flowers is used, the presence of chlorogenic acid and aluminum ions in the petal cells of the plant can result in a more pronounced change in flower color to blue after cyanidin accumulation compared to the flower color (red) of the Mandevilla plant before cyanidin accumulation.

《植物》
本発明はまた、植物を提供する。本発明の植物は、
植物の花弁の細胞中において、
アントシアニジン色素が、細胞中に存在している色素の総量に対して30質量%以上蓄積されており、かつ
アントシアニジン修飾酵素遺伝子の少なくとも一部が、欠損されている、
植物である。
"plant"
The present invention also provides a plant. The plant of the present invention comprises:
In the cells of plant petals,
anthocyanidin pigments are accumulated in an amount of 30% by mass or more relative to the total amount of pigments present in the cells, and at least a portion of the anthocyanidin modifying enzyme gene is deleted.
It is a plant.

本発明の植物は、上述した本発明の方法によって作出してよい。このため、アントシアニジン修飾酵素に関する説明は、上記本発明の方法における記載を適宜参照してよい。 The plant of the present invention may be produced by the method of the present invention described above. Therefore, for an explanation of the anthocyanidin-modifying enzyme, the description of the method of the present invention described above may be referred to as appropriate.

また、本発明の植物においてアントシアニジン修飾酵素遺伝子のプロモーター領域の少なくとも一部が欠損されていてよい。アントシアニジン修飾酵素が、アントシアニジン配糖化酵素及び/又はアントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素から選択されてよい。また、アントシアニジン配糖化酵素が、ガラクトース転移酵素である場合、ガラクトース転移酵素遺伝子のプロモーター領域において、配列番号1で示す配列、配列番号2で示す配列、及びそれらと少なくとも90%の同一性を有する配列からなる群より選択される少なくとも1つの配列が欠失されていてよい。また、アントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素が、キシロース転移酵素である場合、キシロース転移酵素遺伝子のプロモーター領域において、配列番号3で示す配列及びそれと少なくとも90%の同一性を有する配列からなる群より選択される少なくとも1つの配列が挿入されてよい。 In addition, in the plant of the present invention, at least a portion of the promoter region of the anthocyanidin modifying enzyme gene may be deleted. The anthocyanidin modifying enzyme may be selected from anthocyanidin glycosidase and/or anthocyanidin 3-glucoside glycosidase. Furthermore, when the anthocyanidin glycosidase is a galactosyltransferase, at least one sequence selected from the group consisting of the sequence shown in SEQ ID NO: 1, the sequence shown in SEQ ID NO: 2, and sequences having at least 90% identity thereto may be deleted in the promoter region of the galactosyltransferase gene. Furthermore, when the anthocyanidin 3-glucoside glycosidase is a xylosyltransferase, at least one sequence selected from the group consisting of the sequence shown in SEQ ID NO: 3 and sequences having at least 90% identity thereto may be inserted in the promoter region of the xylosyltransferase gene.

本発明の植物のアントシアニジン色素は、植物の花弁の細胞の細胞質中に局在していることができる。また、本発明の植物において、アントシアニジン色素は、シアニジンであってよい。 The anthocyanidin pigment of the plant of the present invention can be localized in the cytoplasm of the cells of the plant's petals. Furthermore, in the plant of the present invention, the anthocyanidin pigment may be cyanidin.

本発明の植物は、キョウチクトウ科植物、ナス科植物、アゼトウガラシ科植物、及びゴマノハグサ科植物からなる群より選択される少なくとも1種であってよく、より具体的には、マンデビラ属植物、ペチュニア属植物、及びトレニア属植物からなる群より選択される少なくとも1種であってよい。 The plant of the present invention may be at least one species selected from the group consisting of plants of the Apocynaceae family, Solanaceae family, Azollaceae family, and Scrophulariaceae family, and more specifically, may be at least one species selected from the group consisting of plants of the Mandevilla genus, Petunia genus, and Torenia genus.

本発明に係るマンデビラ属植物は、独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センター(NITE-IPOD)にFERM ABP-22483の受領番号で寄託されたマンデビラ属植物又はその子孫から、植物の品種改良において慣習的な技術を用いて作出することができる。このような慣習的な技術としては、栄養繁殖や種子繁殖等の従来の繁殖技術の他、植物の細胞、組織又は器官を培養する組織培養技術や、有用形質を直接導入できる遺伝子組換え技術等を含んでよい。本発明に係るマンデビラ属植物は、典型的には、2023年9月22日付で独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センター(NITE-IPOD)にFERM ABP-22483の受領番号で寄託されたマンデビラ属植物又はその子孫を栄養繁殖させることにより作出することができる。「栄養繁殖」としては、例えば、挿し木(葉挿しを含む)、取り木、茎伏せ(圧条法)、株分け、接ぎ木等の手法の他、組織培養によって作成されたクローン苗も利用することができるが、特に、挿し木が好ましい。 The Mandevilla plant of the present invention can be produced from a Mandevilla plant deposited with the National Institute of Technology and Evaluation, International Patent Organism Depositary (NITE-IPOD) under accession number FERM ABP-22483, or its progeny, using conventional plant breeding techniques. Such conventional techniques may include conventional propagation techniques such as vegetative propagation and seed propagation, as well as tissue culture techniques for culturing plant cells, tissues, or organs, and genetic recombination techniques that can directly introduce useful traits. The Mandevilla plant of the present invention can typically be produced by vegetative propagation of a Mandevilla plant or its progeny deposited with the National Institute of Technology and Evaluation, International Patent Organism Depositary (NITE-IPOD) under accession number FERM ABP-22483 on September 22, 2023. Vegetative propagation can be achieved by methods such as cuttings (including leaf cuttings), layering, stem laying (pressing method), division, grafting, and even cloned seedlings created by tissue culture, but cuttings are particularly preferred.

「挿し木」は、植物の茎と根を兼ね備えない一部分を切り取り、そこから茎と根を具備した独立個体の植物に仕立てる、無性繁殖法であり、利用する部分により、枝挿し、幹挿し(茎挿し)、根挿し、葉挿し等の態様が挙げられる。挿し木は、典型的には、親植物の枝又は幹(茎)の一部を土に挿し、その一部が地上に出た状態にしておくことによって行われる。本発明において、「挿し木」に用いられる部位は、特に制限されない。 "Cutting" is an asexual propagation method in which a part of a plant that does not have a stem or roots is cut off and trained to become an independent plant with a stem and roots. Depending on the part used, cuttings can be branch cuttings, trunk cuttings (stem cuttings), root cuttings, leaf cuttings, etc. Cuttings are typically performed by inserting a part of the branch or trunk (stem) of the parent plant into soil and leaving it partly above ground. In the present invention, there are no particular limitations on the part used for "cutting."

また、挿し木には、独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センター(NITE-IPOD)にFERM ABP-22483の受領番号で寄託されたマンデビラ属植物又はその子孫の枝変わりを用いてもよい。「枝変わり」とは、植物のある枝だけに関して、花、新芽、葉等が、成長点の突然変異等によって、その個体が持っている遺伝形質とは違うものを生じる現象又はこのような現象を発現した個体を意味する。植物では、成長点から先へ先へと体が作られてゆくため、変異しなかった部分と区別され、形質として固定する可能性がある。したがって、少なくとも1つの変化している花を有する枝変わりの枝を用いて挿し木を行うことにより、所望の特性(例えば、青い花色)を維持したまま、他の特性を有するマンデビラ属植物の新規な品種を作出することができる。 Additionally, cuttings may be taken from a Mandevilla plant or its progeny, which has been deposited with the National Institute of Technology and Evaluation's International Patent Organism Depositary (NITE-IPOD) under accession number FERM ABP-22483. "Mutation" refers to a phenomenon in which flowers, buds, leaves, etc., on only a certain branch of a plant, develop traits that differ from the genetic traits of the individual due to a mutation in the meristem or other factors, or to an individual that exhibits such a phenomenon. As the plant develops from the meristem forward, this trait may be differentiated from the unmutated portion and become fixed. Therefore, by taking cuttings from a branch of a mutant meristem bearing at least one altered flower, it is possible to create a new Mandevilla plant with other traits while maintaining a desired trait (e.g., blue flower color).

本発明の別の態様において、本発明は、上記マンデビラ属植物又はその子孫の繁殖材料(挿し木等の栄養繁殖体、種子等)、植物体の一部(花、茎、枝、葉、根等)、組織、又は細胞を提供する。 In another aspect, the present invention provides propagation materials (vegetative propagation materials such as cuttings, seeds, etc.), plant parts (flowers, stems, branches, leaves, roots, etc.), tissues, or cells of the above-mentioned Mandevilla plant or its progeny.

本発明のさらなる態様において、本発明は、上記マンデビラ属植物又はその子孫に由来する製品、典型的には、鉢植え、切り花、又は該切り花から作成された加工品を提供する。 In a further aspect, the present invention provides a product derived from the Mandevilla plant or its progeny, typically a potted plant, a cut flower, or a processed product made from the cut flower.

なお、本明細書において、「子孫」とは、独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センター(NITE-IPOD)にFERM ABP-22483の受領番号で寄託されたマンデビラ属植物の自殖又は他殖後代を含み、独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センター(NITE-IPOD)にFERM ABP-22483の受領番号で寄託されたマンデビラ属植物の第一世代だけでなく、全ての世代の子孫を含む。さらに、本願明細書において、「子孫」の用語には、植物の品種改良において慣習的な技術に基づき、親マンデビラ植物に由来して作出されたものが含まれ、例えば、親植物の栄養繁殖や種子繁殖等の従来の繁殖技術の他、植物の細胞、組織又は器官を培養する組織培養技術や、有用形質を直接導入できる遺伝子組換え技術等により作出されたものや、親マンデビラ植物の枝変わり等の突然変異体を含んでよい。このような子孫は、親マンデビラ属植物に由来する所望の特性を有することが好ましい。 As used herein, "progeny" includes self- or cross-pollinated progeny of Mandevilla plants deposited with the National Institute of Technology and Evaluation (NITE-IPOD) under accession number FERM ABP-22483, and includes not only the first generation but all generations of progeny of Mandevilla plants deposited with the National Institute of Technology and Evaluation (NITE-IPOD) under accession number FERM ABP-22483. Furthermore, as used herein, the term "progeny" includes those derived from a parent Mandevilla plant based on conventional techniques in plant breeding. For example, progeny may include those produced by conventional breeding techniques, such as vegetative propagation and seed propagation of a parent plant, as well as tissue culture techniques for cultivating plant cells, tissues, or organs, and recombinant DNA techniques that can directly introduce useful traits, as well as mutants such as branch mutations of a parent Mandevilla plant. Such offspring preferably have the desired characteristics derived from the parent Mandevilla plant.

以下に実施例を挙げて、本発明について更に詳しく説明を行うが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below using examples, but the present invention is not limited to these examples.

《実施例1》
実施例1では、サントリーフラワーズ(株)にて保有していた花色が青色の青品種(MW65)のマンデビラ、花色が赤色の赤品種(173)のマンデビラ、及びそれらのマンデビラの交配種(13918)の花弁細胞に含まれる色素組成をHPLCで分析した。ここで、交配種(13918)は、青品種(MW65)を母親、赤品種(173)とは別系統の品種を父親として交配したものである。
Example 1
In Example 1, the pigment compositions contained in the petal cells of a blue mandevilla cultivar (MW65) with blue flower color, a red mandevilla cultivar (173) with red flower color, and a hybrid (13918) of these mandevillas, all of which were owned by Suntory Flowers Ltd., were analyzed by HPLC. Here, the hybrid (13918) was a cross between the blue cultivar (MW65) as the mother and a cultivar from a different lineage than the red cultivar (173) as the father.

なお、上記各品種(青品種、赤品種、及びそれらの交配種)CIE L表色系による色の解析は、市販のスペクトロフォトメーター(CM-2022,コニカミノルタ)を使用して行った。得られた結果は、以下の表1に示す。 The color analysis of each of the above varieties (blue variety, red variety, and their hybrids) according to the CIE L * a * b * color system was carried out using a commercially available spectrophotometer (CM-2022, Konica Minolta). The results are shown in Table 1 below.

非特許文献1では、マンデビラ属の植物の花弁細胞中において、シアニジンが主たるアントシアニジンであることが報告されている。したがって、上記各品種(青品種、赤品種、及びそれらの交配種)のそれぞれの花弁中のアントシアニン色素について、以下のようにして分析を行った。 Non-Patent Document 1 reports that cyanidin is the predominant anthocyanidin in the petal cells of plants of the genus Mandevilla. Therefore, the anthocyanin pigments in the petals of each of the above varieties (blue variety, red variety, and their hybrids) were analyzed as follows.

(検液調製)
凍結乾燥した各花弁0.5mgに4mLの0.1%TFA/50%アセトニトリルを添加し、超音波下で20分間アントシアニン色素を抽出した。
配糖体の分析はこの抽出液をそのままHPLCにて分析した。
糖等を除いたアグリコンの分析の場合は、上記抽出液をデシケーター中で一晩乾固したのち6N HClに溶解させ20分間沸騰水浴中でけん化処理を行い、アミルアルコールで抽出した後HPLCにて分析した。
(Test solution preparation)
4 mL of 0.1% TFA/50% acetonitrile was added to 0.5 mg of each freeze-dried petal, and anthocyanin pigments were extracted under ultrasound for 20 minutes.
The glycosides were analyzed by HPLC as they were in the extract.
In the case of analyzing the aglycones from which sugars and other components had been removed, the extract was dried overnight in a desiccator, dissolved in 6N HCl, saponified in a boiling water bath for 20 minutes, extracted with amyl alcohol, and then analyzed by HPLC.

(HPLC分析)
分析機器として、島津Prominence HPLCシステム(LC-20AD, SIL-20AC, CBM-20A, CTO-20AC, SPD-M20A, SPD-20A)を用いた。
配糖体の分析時はカラムにRSpak DE-413L (250 mm x 4.6 mm ID, Shodex)を用い、LC移動相の送液として移動相Aは0.5%TFA/水、移動相Bは0.5%TFA含有50%CH3CN/水を用い、バイナリーグラジエント勾配を15分間で移動相B濃度を20%から100%まで変化させたのち移動相B濃度100%で10分間、流速0.4mL/分で分析を行った。
アグリコンの分析の場合は、カラムにYMC-Pack ODS-A (150 mm x 6 mm ID, YMC)を用い、LC移動相の送液として酢酸/メタノール/水(15/17.5/67.5,vol/vol)を用い、流速1.0mL/分で分析を行った。
標準物質としてシアニジン、デルフィニジン、ぺラルゴニジン、マルビジン、ペオニジン、ペチュニジンを用いることにより、ピークの同定と定量を行った。
(HPLC analysis)
The analytical equipment used was a Shimadzu Prominence HPLC system (LC-20AD, SIL-20AC, CBM-20A, CTO-20AC, SPD-M20A, SPD-20A).
For glycoside analysis, an RSpak DE-413L (250 mm x 4.6 mm ID, Shodex) column was used, and the LC mobile phases used were 0.5% TFA/water for mobile phase A and 0.5% TFA-containing 50% CH3CN/water for mobile phase B. The binary gradient gradient was changed from 20% to 100% over 15 minutes, and then the mobile phase B concentration was changed to 100% for 10 minutes at a flow rate of 0.4 mL/min.
For the analysis of aglycones, a YMC-Pack ODS-A column (150 mm x 6 mm ID, YMC) was used, and the LC mobile phase was acetic acid/methanol/water (15/17.5/67.5, vol/vol), at a flow rate of 1.0 mL/min.
The peaks were identified and quantified using cyanidin, delphinidin, pelargonidin, malvidin, peonidin, and petunidin as standard substances.

その結果、図1に示されているように、酸加水分解により糖を除去したサンプルでは青品種(MW65)及び赤品種(173)ともにシアニジンが主要なアントシアニジンであることが分かった。また、この結果は、非特許文献1の報告と一致する。 As a result, as shown in Figure 1, it was found that cyanidin was the major anthocyanidin in both the blue variety (MW 65) and the red variety (173) in samples from which sugars had been removed by acid hydrolysis. This result is also consistent with the report in Non-Patent Document 1.

また、図2に示されているように、糖を付けたままの分析では、赤品種(173)と青品種(MW65)でそれぞれ特異的に高いピーク(ピークA及びピークB)を検出された。交配種(13918)では両方のピーク(ピークA及びピークB)が検出された。そして、以下に示す実施例2では、これらのピークに対して構造解析を行った。 Furthermore, as shown in Figure 2, analysis of the sugared varieties detected specific high peaks (Peak A and Peak B) in the red variety (173) and the blue variety (MW 65). Both peaks (Peak A and Peak B) were detected in the hybrid variety (13918). In Example 2 below, structural analysis was performed on these peaks.

《実施例2》
LC-MSにより、上記実施例1の赤品種(173)と青品種(MW65)におけるピークA及びピークBについて、構造推定を行った。
Example 2
The structures of peaks A and B in the red variety (173) and blue variety (MW 65) in Example 1 above were estimated by LC-MS.

より具体的には、5% AcOH, 50% MeCN-5%AcOH, MeCN-5% AcOHを用いて花弁抽出液を調製した。LC-MS実験は使用機器としてLCMS-IT-TOF(Shimadzu)を用い、カラムはYMC-Triart C18(3 μm, 2.1x100 mm, YMC)を用い、LC移動相の送液として移動相Aは0.1%ギ酸/水、移動相Bは0.1%ギ酸/アセトニトリルを用い、バイナリーグラジエント勾配を15分間で移動相B濃度を20%から100%まで変化させたのち移動相B濃度100%で10分間、流速0.4mL/分で分析を行った。530 nmのクロマトグラムよりアントシアニンのピークを抽出し、MS、MS/MSのスペクトルをもとに構造解析を行った。 More specifically, petal extracts were prepared using 5% AcOH, 50% MeCN-5% AcOH, and MeCN-5% AcOH. LC-MS experiments were performed using an LCMS-IT-TOF (Shimadzu) column and a YMC-Triart C18 (3 μm, 2.1 x 100 mm, YMC) column. The LC mobile phases used were 0.1% formic acid/water (mobile phase A) and 0.1% formic acid/acetonitrile (mobile phase B). A binary gradient gradient was used, varying the mobile phase B concentration from 20% to 100% over 15 minutes, followed by 10 minutes at 100% mobile phase B, at a flow rate of 0.4 mL/min. Anthocyanin peaks were extracted from the chromatogram at 530 nm, and structural analysis was performed based on MS and MS/MS spectra.

その結果、図3に示されているように、赤品種(173)のピークAは、非特許文献1のとおりシアニジン3-O-[2-O-(キシロシル)-ガラクトシド](cyanidin 3-O-[2-O-(xylosyl)-galactoside])であることが分かった。 As a result, as shown in Figure 3, peak A of the red variety (173) was found to be cyanidin 3-O-[2-O-(xylosyl)-galactoside], as described in Non-Patent Document 1.

一方で、青品種(MW65)のピークBは、驚くべきことに、修飾が全くないシアニジン(アグリコン)=アントシアニジンであることが分かった(図3)。アグリコンが植物体内で高蓄積する前例はほとんど知られておらず、これは、これまでの常識を覆す分析結果であった。 On the other hand, surprisingly, peak B from the blue variety (MW 65) was found to be completely unmodified cyanidin (aglycone) = anthocyanidin (Figure 3). There were almost no known examples of aglycones accumulating in large amounts within plants, so this analytical result overturned conventional wisdom.

また、インゲン豆では品種によっては果皮にアントシアニジンが蓄積することが非特許文献2で報告されているが、その割合は22%である。これに対して、青品種(MW65)の花弁細胞の細胞質及び液胞における色素の総量に対して、ピークBで示すシアニジンは、70質量%以上に蓄積されていることが分かった。 Furthermore, Non-Patent Document 2 reports that in some kidney bean varieties, anthocyanidins accumulate in the pericarp, but the percentage is only 22%. In contrast, it was found that cyanidin, shown by Peak B, accumulates at 70% by mass or more of the total amount of pigment in the cytoplasm and vacuoles of petal cells of the blue variety (MW65).

《実施例3》
青品種(MW65)では、シアニジンアグリコンからシアニジン3-O-[2-O-(キシロシル)-ガラクトシド]を合成するのに必要と考えられるガラクトース転移酵素遺伝子、及びキシロース転移酵素遺伝子の花弁での発現若しくは酵素活性が低下することでアントシアニジンが高蓄積していると考えた。
Example 3
In the blue cultivar (MW65), we believe that high accumulation of anthocyanidins is due to reduced expression or enzymatic activity in the petals of the galactosyltransferase gene and xylosyltransferase gene, which are thought to be necessary for synthesizing cyanidin 3-O-[2-O-(xylosyl)-galactoside] from cyanidin aglycone.

そこでまず、マンデビラにおけるガラクトース転移酵素遺伝子、及びキシロース転移酵素遺伝子を以下のように同定した。マンデビラゲノム配列から推定された遺伝子群から糖転移酵素遺伝子をリストアップし、それらがコードするタンパク質のアミノ酸配列を既報のアントシアニジン糖転移酵素の配列とClustalWによりアラインメントを行い、ETE3により系統樹を作成した。得られた系統樹から既報の他植物のガラクトース転移酵素遺伝子、及びキシロース転移酵素遺伝子のオーソログと思われる遺伝子を推定した。RNA-seq法及びRT-PCR法で当該遺伝子群の発現解析を行った。 First, we identified the galactosyltransferase and xylosyltransferase genes in Mandevilla as follows. Glycosyltransferase genes were compiled from the gene cluster deduced from the Mandevilla genome sequence, and the amino acid sequences of the proteins they encoded were aligned with previously reported anthocyanidin glycosyltransferase sequences using ClustalW, followed by a phylogenetic tree created using ETE3. From the resulting phylogenetic tree, we inferred genes that are likely orthologs of previously reported galactosyltransferase and xylosyltransferase genes in other plants. Expression analysis of these gene clusters was performed using RNA-seq and RT-PCR.

(RNA-seq法)
マンデビラ花弁からFruit-mate for RNA Purification(タカラバイオ)で前処理後、RNeasy Plant mini (キアゲン)により全RNAを抽出した。MGIEasy RNA Directional Library Prep Set (MGI社)を用い、RNA-Seq用 ライブラリを調整した。MGI DNBSeq-G400RSを用い150塩基長のペアエンド配列データを取得した。低クオリティー配列の除去、アダプター配列の除去をおこなったのち、リファレンス配列にマッピングして発現量を算出した。
(RNA-seq method)
After pretreatment with Fruit-mate for RNA Purification (Takara Bio), total RNA was extracted from mandevilla petals using RNeasy Plant mini (Qiagen). An RNA-Seq library was prepared using the MGI Easy RNA Directional Library Prep Set (MGI). Paired-end sequence data of 150 bases was obtained using the MGI DNBSeq-G400RS. After removing low-quality sequences and adapter sequences, the sequence was mapped to a reference sequence to calculate expression levels.

(定量的RT-PCR法)
上記全RNAについてReverTra Ace (東洋紡)を用いて逆転写反応を行いcDNAを調製した。PowerUp SYBR Green Master Mix(Applied Biosystems)及びStepOnePlus real-time PCR system(Applied Biosystems)を用いて、定量的PCRを実施した。内在性コントロールとしてアクチン遺伝子を使用し発現量を算出した。
(Quantitative RT-PCR method)
The total RNA was subjected to reverse transcription using ReverTra Ace (Toyobo) to prepare cDNA. Quantitative PCR was performed using PowerUp SYBR Green Master Mix (Applied Biosystems) and the StepOnePlus real-time PCR system (Applied Biosystems). Expression levels were calculated using the actin gene as an endogenous control.

その結果、図4に示されているように、赤品種(173)では両遺伝子(ガラクトース転移酵素遺伝子、及びキシロース転移酵素遺伝子)ともに高発現を示したが、青品種(MW65)ではそれらの発現はほとんどみられなかった。また、この結果から、青系マンデビラでは、シアニジンの大部分が糖による修飾を受けずアグリコンの形態として存在しているという考えと矛盾しないことが分かった。 As a result, as shown in Figure 4, both genes (galactosyltransferase gene and xylosyltransferase gene) were highly expressed in the red cultivar (173), but their expression was barely observed in the blue cultivar (MW65). Furthermore, these results are consistent with the idea that in blue mandevilla, the majority of cyanidin exists in the aglycone form without being modified with sugars.

《実施例4》
アグリコンは一般に不安定であり、配糖化・アシル化等の修飾を受けることで細胞内では安定化することが知られている。高蓄積したシアニジンのアグリコンが安定化する可能性の一つにコピグメント効果がある(例えば、非特許文献3を参照)。コピグメント効果はアジサイで良く知られており、アントシアニン類がフラボン類等の物質(これらの物質はほとんど無色か淡黄色)、金属イオンと生体内で組み合わされることで、より青色味を増す効果である。青色花が生じる原因の一つであるとして働く可能性のある物質をLC-MSにより青品種(MW65)で探索した。
Example 4
Aglycones are generally unstable and are known to be stabilized intracellularly by modifications such as glycosylation and acylation. One possibility for the stabilization of highly accumulated cyanidin aglycones is the copigment effect (see, for example, Non-Patent Document 3). The copigment effect is well known in hydrangeas, where anthocyanins combine with substances such as flavones (which are mostly colorless or pale yellow) and metal ions in vivo to enhance the blue color. A blue cultivar (MW 65) was searched for substances that may act as one of the causes of blue flower development using LC-MS.

(LC-MS)
5% AcOH、 50% MeCN-5%AcOH、 MeCN-5% AcOHを用いて花弁抽出液を調製した。LC-MS実験は使用機器としてLCMS-IT-TOF(Shimadzu)を用い、カラムはYMC-Triart C18(3μm, 2.1x100mm, YMC)を用い、LC移動相の送液として移動相Aは0.1%ギ酸/水、移動相Bは0.1%ギ酸/アセトニトリルを用い、バイナリーグラジエント勾配を15分間で移動相B濃度を20%から100%まで変化させたのち移動相B濃度100%で10分間、流速0.4mL/分で分析を行った。325nmのクロマトグラムにおいて6.3分付近に青系マンデビラで大きなピークを見出した。このピークについてMS、MS/MSのスペクトルをもとに構造解析を行った。
(LC-MS)
Petal extracts were prepared using 5% AcOH, 50% MeCN-5% AcOH, and MeCN-5% AcOH. LC-MS experiments were performed using an LCMS-IT-TOF (Shimadzu) column on a YMC-Triart C18 (3 μm, 2.1 x 100 mm, YMC) column. The LC mobile phases were 0.1% formic acid/water (mobile phase A) and 0.1% formic acid/acetonitrile (mobile phase B). A binary gradient gradient was run over 15 minutes, varying the mobile phase B concentration from 20% to 100%, followed by 10 minutes at 100% mobile phase B, at a flow rate of 0.4 mL/min. A large peak was observed in the 325 nm chromatogram at approximately 6.3 minutes for blue-hued Mandevilla species. Structural analysis of this peak was performed based on MS and MS/MS spectra.

その結果、図5に示されているように、青品種(MW65)ではクロロゲン酸(3-CQA)が高濃度で蓄積していることが分かった。このクロロゲン酸(3-CQA)は、青品種(MW65)の青色化に寄与している可能性が示唆された。 As a result, as shown in Figure 5, it was found that chlorogenic acid (3-CQA) accumulated at high concentrations in the blue variety (MW65). This suggests that chlorogenic acid (3-CQA) may contribute to the blue color of the blue variety (MW65).

《実施例5》
青品種のマンデビラの花弁2gをニンニク絞り機で搾汁したところ、pH3.7で赤色を呈する搾汁液が得られた(図6の(a)を参照)。この結果からは、低pH下ではシアニジンアグリコンは赤色を呈し、青色を発色するためにはシアニジンアグリコンが細胞質に局在させる必要がある可能性が示唆された。
Example 5
When 2 g of blue mandevilla flower petals were squeezed using a garlic press, a red juice was obtained at pH 3.7 (see Figure 6(a)). This result suggests that cyanidin aglycone exhibits red color at low pH and that cyanidin aglycone must be localized in the cytoplasm to produce the blue color.

そして、青品種のマンデビラの花弁を各種溶媒で処理したところ、両親媒性のメタノール抽出した場合には色素は全てメタノールに抽出され、花弁は白くなり色素が全て抽出された(図6の(b)を参照)。これは、シアニジンアグリコンと配糖体の両方が抽出されたと考えられ、色素を含むメタノールは青くなった。 Then, when the petals of the blue variety of mandevilla were treated with various solvents, all of the pigment was extracted into the methanol when extracted with amphiphilic methanol, turning the petals white and revealing that all of the pigment had been extracted (see Figure 6 (b)). This is thought to be because both the cyanidin aglycone and glycoside were extracted, and the methanol containing the pigment turned blue.

一方、有機溶媒であるヘキサン(疎水性)を用いた抽出では、ヘキサンは無色透明だったが、花弁は赤くなった(図6の(c)を参照)。これは、脂溶性成分のアグリコンは抽出されたが、配糖体は残り、花弁は赤色を呈色したと考えられた。 On the other hand, when extraction was performed using the organic solvent hexane (hydrophobic), the hexane remained colorless and transparent, but the petals turned red (see Figure 6 (c)). This is thought to be because the fat-soluble aglycone was extracted, but the glycoside remained, causing the petals to turn red.

《実施例6》
細胞質環境を模した中性条件下での発色を見るために試験管内色素再構成実験を行った。塩化シアニジン(ChromaDex)と3-O-Caffeoylquinic acid(長良サイエンス)を10mMになるようにDMSOに溶解した。シアニジン単独での再構成実験は、pH4.4~9.3の50mM リン酸緩衝液に上記の塩化シアニジン溶液を0.5mMとなるように加え、混ぜ合わせ室温で反応させることにより行った。コピグメントと金属イオン存在下での再構成実験は、pH4.4~9.3の50mM リン酸緩衝液に上記の塩化シアニジン溶液と3-O-Caffeoylquinic acid溶液を0.5mMとなるように加え、アルミニウムイオン溶液(1mM 硫酸アンモニウムアルミニウム溶液)をアルミニウムイオン濃度が0.1mMになるように加え、混ぜ合わせ室温で反応させることにより行った(図7の表を参照)。
Example 6
In vitro pigment reconstitution experiments were conducted to observe color development under neutral conditions simulating the cytoplasmic environment. Cyanidin chloride (ChromaDex) and 3-O-caffeoylquinic acid (Nagara Science) were dissolved in DMSO to a concentration of 10 mM. Reconstitution experiments using cyanidin alone were performed by adding the above cyanidin chloride solution to 50 mM phosphate buffer at pH 4.4 to 9.3 to a concentration of 0.5 mM, mixing, and allowing the reaction to proceed at room temperature. Reconstitution experiments using copigment and metal ions were performed by adding the above cyanidin chloride solution and 3-O-caffeoylquinic acid solution to 50 mM phosphate buffer at pH 4.4 to 9.3 to a concentration of 0.5 mM, adding aluminum ion solution (1 mM ammonium aluminum sulfate solution) to an aluminum ion concentration of 0.1 mM, and allowing the reaction to proceed at room temperature (see the table in Figure 7).

その結果、中性ペーハーではシアニジンアグリコンは単独で青色化することが観察された(図7を参照)。このことはシアニジンアグリコンが細胞質に存在した場合は、コピグメントや金属イオンの働きがなくても単独で青色化できることを強く示唆している。 As a result, it was observed that cyanidin aglycone alone produced a blue color at neutral pH (see Figure 7). This strongly suggests that when cyanidin aglycone is present in the cytoplasm, it can produce a blue color on its own without the action of copigments or metal ions.

《実施例7》
青品種(MW65)特異的マーカー作製のため、上記のガラクトース転移酵素遺伝子、及びキシロース転移酵素遺伝子及びその近傍の塩基配列の解析を行った。その結果、ガラクトース転移酵素遺伝子のプロモーター領域では16bpと30bpの2か所の欠失が、キシロース転移酵素遺伝子のプロモーター領域では173bpの挿入が、青品種で特異的に存在していることがわかった(図8及び図9を参照)。なお、赤品種(173)からは父方、母方由来の2配列を取得したので、それぞれ173-h1及び173-h2と名付けた。よって、赤品種173-h1のガラクトース転移酵素遺伝子は配列番号8で示す配列を有し、赤品種173-h2のガラクトース転移酵素遺伝子は、配列番号9で示す配列を有する。また、赤品種173-h1のキシロース転移酵素遺伝子は配列番号10で示す配列を有し、赤品種173-h2のキシロース転移酵素遺伝子は、配列番号11で示す配列を有する。
Example 7
To create a marker specific to the blue variety (MW65), the nucleotide sequences of the galactosyltransferase gene and xylosyltransferase gene and their neighboring regions were analyzed. The results revealed that two deletions of 16 bp and 30 bp were present in the promoter region of the galactosyltransferase gene, and a 173 bp insertion in the promoter region of the xylosyltransferase gene were specifically present in the blue variety (see Figures 8 and 9). Two sequences of paternal and maternal origin were obtained from the red variety (173), and these were named 173-h1 and 173-h2, respectively. Therefore, the galactosyltransferase gene of the red variety 173-h1 has the sequence shown in SEQ ID NO: 8, and the galactosyltransferase gene of the red variety 173-h2 has the sequence shown in SEQ ID NO: 9. Furthermore, the xylosyltransferase gene of the red variety 173-h1 has the sequence shown in SEQ ID NO: 10, and the xylosyltransferase gene of the red variety 173-h2 has the sequence shown in SEQ ID NO: 11.

ガラクトース転移酵素遺伝子についてはこの欠失部分をまたぐようにPCRプライマーを設計した(g21571-F7(配列番号12): ACTGGCCTCGCCATTAACG、g21571-R5(配列番号13): GTAATTTAATTAAGATGCGTAATTCTCTG)(図10を参照)。 For the galactosyltransferase gene, PCR primers were designed to span this deletion region (g21571-F7 (SEQ ID NO: 12): ACTGGCCTCGCCATTAACG, g21571-R5 (SEQ ID NO: 13): GTAATTTAATTAAGATGCGTAATTCTCTG) (see Figure 10).

また、キシロース転移酵素遺伝子についてはこの挿入部分内にPCRプライマーを設計した(g19028-F7(配列番号14): AGTGTCTCTTCCTTAGTTCCTG、g19028-R5(配列番号15): CTGAATTTTAAGAGATCGTTCATAATACG)(図10を参照)。 For the xylosyltransferase gene, PCR primers were designed within this insert (g19028-F7 (SEQ ID NO: 14): AGTGTCTCTTCCTTAGTTCCTG, g19028-R5 (SEQ ID NO: 15): CTGAATTTTAAGAGATCGTTCATAATACG) (see Figure 10).

青品種(MW65)、赤品種(173)及び交配種(13918)の葉よりNucleoSpin Plant II(MACHEREY-NAGEL)を用いて抽出したDNAを鋳型として上記プライマーを用いPCRを実施した。PCRはTks gflex DNAポリメラーゼ(Takara Bio)を用い、98℃で15秒、60℃で20秒、及び68℃で30秒の30サイクルの条件で行った。 DNA extracted from leaves of the blue variety (MW65), red variety (173), and hybrid variety (13918) using NucleoSpin Plant II (MACHEREY-NAGEL) was used as a template for PCR using the primers described above. PCR was performed using Tks gflex DNA polymerase (Takara Bio) under the following conditions: 98°C for 15 seconds, 60°C for 20 seconds, and 68°C for 30 seconds, for a total of 30 cycles.

その結果、ガラクトース転移酵素遺伝子については青品種(MW65)及び交配種(13918)では122 bpの増幅断片が得られたのに対し、赤品種(173)では増幅はみられなかった(図11の(a)を参照)。キシロース転移酵素遺伝子については青品種(MW65)及び交配種(13918)では121 bpの増幅断片が得られたのに対し、赤品種(173)では増幅はみられなかった(図11(b)を参照)。 As a result, a 122 bp amplified fragment was obtained for the galactosyltransferase gene in the blue cultivar (MW65) and hybrid (13918), whereas no amplification was observed in the red cultivar (173) (see Figure 11(a)). A 121 bp amplified fragment was obtained for the xylosyltransferase gene in the blue cultivar (MW65) and hybrid (13918), whereas no amplification was observed in the red cultivar (173) (see Figure 11(b)).

このようにこれらのプライマーを用いてPCRを行い、目的の長さの増幅断片が得られるかどうかを調べることにより、青品種(MW65)及びその子孫を容易に識別することが可能であることがわかった。 In this way, by performing PCR using these primers and examining whether an amplified fragment of the desired length is obtained, it was found that it is possible to easily distinguish between the blue variety (MW65) and its progeny.

《実施例8》
色素の細胞内局在を確認するために、青品種(MW65)、赤品種(173)、交配種(13918)の花弁からプロトプラストを作製し色素の所在を確認した。
Example 8
To confirm the intracellular localization of the pigment, protoplasts were prepared from petals of the blue cultivar (MW65), red cultivar (173), and hybrid cultivar (13918), and the location of the pigment was confirmed.

プロトプラストは以下の方法で作製した。100 mL三角フラスコに花びらの切片0.1gと10 mLの酵素液(1 %(w/v) Cellulase “ONOZUKA” RS(ヤクルト薬品工業), 1 %(w/v) Mecerozyme(ヤクルト薬品工業), 180 mM KCl, 20 mM CaCl2, 20 mM MgCl2 pH 5.5)を加え、30℃のインキュベーター中で、振幅40 mm、毎分50往復で往復振盪しながら90分間保温した。50 mLガラス丸底遠心管に移し、100×g(730 rpm)、2分の遠心でプロトプラストを沈殿させ、残った液中で沈殿をピペットで緩やかに懸濁。懸濁液に、10mLの0.5M Mannitolを加え懸濁し、観察用サンプルとして供試した。観察は血球計数用スライドグラスにサンプルを乗せ、位相差型顕微鏡BX40(Olympus)で観察した。 Protoplasts were prepared as follows: 0.1 g of petal fragments and 10 mL of enzyme solution (1% (w/v) Cellulase "ONOZUKA" RS (Yakult Pharmaceutical Industry), 1% (w/v) Mecerozyme (Yakult Pharmaceutical Industry), 180 mM KCl, 20 mM CaCl2, 20 mM MgCl2, pH 5.5) were added to a 100 mL Erlenmeyer flask and incubated for 90 minutes in an incubator at 30°C with reciprocal shaking at 40 mm amplitude and 50 strokes per minute. The protoplasts were then transferred to a 50 mL round-bottom glass centrifuge tube and centrifuged at 100 × g (730 rpm) for 2 minutes to precipitate the protoplasts. The precipitate was then gently suspended in the remaining liquid using a pipette. The suspension was added to 10 mL of 0.5 M mannitol and used as a sample for observation. The sample was placed on a hemocytometer slide and observed under a phase-contrast microscope BX40 (Olympus).

赤品種(173)では赤色の色素が液胞中に均一に分布したのに対し(図12の(a)及び(b)を参照)、青品種(MW65)では液胞ではなく細胞質が青色に染まっている様子が観察され、青色の顆粒状の構造も散見された(図12の(e)及び(f)を参照)。 In the red cultivar (173), the red pigment was uniformly distributed throughout the vacuoles (see Figure 12 (a) and (b)), whereas in the blue cultivar (MW65), the cytoplasm, rather than the vacuoles, was observed to be stained blue, and blue granular structures were also occasionally observed (see Figure 12 (e) and (f)).

交配種(13918)では両方の状態が観察され、液胞は赤く均一に染まる一方で、青色の顆粒状構造が細胞質に局在する様子が観察された(図12の(c)及び(d)を参照)。このことから、シアニジンアグリコンは配糖体が局在する液胞ではなく細胞質内に局在しており、一部顆粒状の構造を形成していることが明らかとなった。この細胞質への色素の局在はこれまで知られていない現象であり、青品種(MW65)及びその子孫を特徴づける形質となると考えられた。 Both states were observed in the hybrid (13918), with vacuoles stained uniformly red, while blue granular structures were observed localized in the cytoplasm (see Figure 12 (c) and (d)). This revealed that cyanidin aglycone is localized in the cytoplasm, rather than in the vacuoles where glycosides are localized, and that it forms granular structures in some areas. This localization of the pigment in the cytoplasm is a previously unknown phenomenon, and is thought to be a trait that characterizes the blue variety (MW65) and its progeny.

Claims (13)

植物の作出方法であって、
前記植物の花弁の細胞中において、アントシアニジン色素を前記細胞中に存在している色素の総量に対して30質量%以上蓄積させることを含み、かつ
前記アントシアニジン色素を蓄積させる前の前記植物の花色と比べて、前記アントシアニジン色素を蓄積させた後の前記植物の花色が、CIE L表色系におけるbの値が減少するように変化しており、
前記方法が、アントシアニジン修飾酵素遺伝子を少なくとも一部欠損させることによって、前記アントシアニジン色素を蓄積させることを含み、
前記方法が、
前記アントシアニジン修飾酵素遺伝子のプロモーター領域を少なくとも一部欠損させることを含み、かつ
前記アントシアニジン修飾酵素が、アントシアニジン配糖化酵素及び/又はアントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素から選択され、
前記アントシアニジン配糖化酵素が、ガラクトース転移酵素であって、かつ
前記ガラクトース転移酵素遺伝子のプロモーター領域において、配列番号1で示す配列、配列番号2で示す配列、及びそれらと少なくとも90%の同一性を有する配列からなる群より選択される少なくとも1つの配列を欠失させ、 前記アントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素が、キシロース転移酵素であって、かつ
前記キシロース転移酵素遺伝子のプロモーター領域において、配列番号3で示す配列及びそれと少なくとも90%の同一性を有する配列からなる群より選択される少なくとも1つの配列を挿入させ、
前記植物が、マンデビラ属植物である、
方法。
A method for producing a plant, comprising:
the method comprises accumulating an anthocyanidin pigment in cells of petals of the plant in an amount of 30% by mass or more relative to the total amount of pigment present in the cells, and the flower color of the plant after accumulating the anthocyanidin pigment has changed so that the b * value in the CIE L * a * b * color system is decreased compared to the flower color of the plant before accumulating the anthocyanidin pigment,
The method includes at least partially deleting an anthocyanidin modifying enzyme gene to accumulate the anthocyanidin pigment,
The method comprises:
The method comprises deleting at least a portion of the promoter region of the anthocyanidin modifying enzyme gene; and
the anthocyanidin-modifying enzyme is selected from anthocyanidin glycosidase and/or anthocyanidin 3-glucoside glycosidase;
the anthocyanidin glycosidase is a galactosyltransferase; and
In the promoter region of the galactosyltransferase gene, at least one sequence selected from the group consisting of the sequence shown in SEQ ID NO: 1, the sequence shown in SEQ ID NO: 2, and sequences having at least 90% identity thereto is deleted, the anthocyanidin 3-glucoside glycosidase is a xylosyltransferase, and
Inserting at least one sequence selected from the group consisting of the sequence shown in SEQ ID NO: 3 and a sequence having at least 90% identity thereto in the promoter region of the xylosyltransferase gene;
The plant is a Mandevilla plant.
method.
前記アントシアニジン色素が、シアニジンである、請求項に記載の方法。 2. The method of claim 1 , wherein the anthocyanidin pigment is cyanidin. 前記アントシアニジン色素が、前記細胞の細胞質中に局在している、請求項1又は2に記載の方法。 The method of claim 1 or 2, wherein the anthocyanidin pigment is localized in the cytoplasm of the cell. 前記植物の花弁の細胞中において、クロロゲン酸及びアルミニウムイオンが含有されている、請求項1又は2に記載の方法。 The method of claim 1 or 2, wherein chlorogenic acid and aluminum ions are contained in the petal cells of the plant. 前記マンデビラ属植物が、独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センター(NITE-IPOD)にFERM ABP-22483の受領番号で寄託された、受託番号FERM BP-22483の植物又はその子孫である、請求項に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the Mandevilla plant is a plant having accession number FERM BP-22483 deposited at the National Institute of Technology and Evaluation, International Patent Organism Depositary (NITE-IPOD ) under accession number FERM ABP-22483, or a progeny thereof. 植物の花弁の細胞中において、
アントシアニジン色素が前記細胞中に存在している色素の総量に対して30質量%以上蓄積されており、かつ
アントシアニジン修飾酵素遺伝子の少なくとも一部が、欠損されており、
前記アントシアニジン修飾酵素遺伝子のプロモーター領域を少なくとも一部欠損させることを含み、かつ
前記アントシアニジン修飾酵素が、アントシアニジン配糖化酵素及び/又はアントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素から選択され、
前記アントシアニジン配糖化酵素が、ガラクトース転移酵素であって、かつ
前記ガラクトース転移酵素遺伝子のプロモーター領域において、配列番号1で示す配列、配列番号2で示す配列、及びそれらと少なくとも90%の同一性を有する配列からなる群より選択される少なくとも1つの配列が欠失されており、
前記アントシアニジン3-グルコシド配糖化酵素が、キシロース転移酵素であって、かつ
前記キシロース転移酵素遺伝子のプロモーター領域において、配列番号3で示す配列及びそれと少なくとも90%の同一性を有する配列からなる群より選択される少なくとも1つの配列が挿入されており、
前記植物が、マンデビラ属植物である
植物。
In the cells of plant petals,
anthocyanidin pigments are accumulated in an amount of 30% by mass or more of the total amount of pigments present in the cells; and at least a portion of an anthocyanidin modifying enzyme gene is deleted .
The method comprises deleting at least a portion of the promoter region of the anthocyanidin modifying enzyme gene; and
the anthocyanidin-modifying enzyme is selected from anthocyanidin glycosidase and/or anthocyanidin 3-glucoside glycosidase;
the anthocyanidin glycosidase is a galactosyltransferase; and
In the promoter region of the galactosyltransferase gene, at least one sequence selected from the group consisting of the sequence shown in SEQ ID NO: 1, the sequence shown in SEQ ID NO: 2, and sequences having at least 90% identity thereto is deleted;
the anthocyanidin 3-glucoside glycosidase is a xylosyltransferase; and
At least one sequence selected from the group consisting of the sequence shown in SEQ ID NO: 3 and a sequence having at least 90% identity thereto is inserted in the promoter region of the xylosyltransferase gene,
The plant is a Mandevilla plant .
plant.
前記アントシアニジン色素が、前記細胞の細胞質中に局在している、請求項に記載の植物。 The plant of claim 6 , wherein the anthocyanidin pigment is localized in the cytoplasm of the cell. 前記アントシアニジン色素が、シアニジンである、請求項に記載の植物。 The plant of claim 6 , wherein the anthocyanidin pigment is cyanidin. 前記植物の花弁の細胞中において、クロロゲン酸及びアルミニウムイオンが含まれている、請求項に記載の植物。 The plant according to claim 6 , wherein chlorogenic acid and aluminum ions are contained in the cells of the petals of the plant. 前記マンデビラ属植物が、独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許生物寄託センター(NITE-IPOD)にFERM ABP-22483の受領番号で寄託された、受託番号FERM BP-22483の植物又はその子孫であり、
前記子孫は、植物の花弁の細胞中において、アントシアニジン色素が前記細胞中に存在している色素の総量に対して30質量%以上蓄積されており、かつアントシアニジン修飾酵素遺伝子の少なくとも一部が、欠損されている、
請求項に記載の植物。
the Mandevilla plant is a plant having accession number FERM BP-22483, which has been deposited at the National Institute of Technology and Evaluation, International Patent Organism Depositary (NITE-IPOD) under accession number FERM ABP-22483, or a progeny thereof;
In the progeny, anthocyanidin pigments are accumulated in the cells of the petals of the plant in an amount of 30% by mass or more of the total amount of pigments present in the cells, and at least a portion of the anthocyanidin modifying enzyme gene is deleted.
The plant according to claim 6 .
請求項10のいずれか一項に記載の植物の子孫であり、
前記子孫は、植物の花弁の細胞中において、アントシアニジン色素が前記細胞中に存在している色素の総量に対して30質量%以上蓄積されており、かつアントシアニジン修飾酵素遺伝子の少なくとも一部が、欠損されている、
子孫。
A progeny of the plant according to any one of claims 6 to 10 ,
In the progeny, anthocyanidin pigments are accumulated in the cells of the petals of the plant in an amount of 30% by mass or more of the total amount of pigments present in the cells, and at least a portion of the anthocyanidin modifying enzyme gene is deleted.
descendants.
請求項10のいずれか一項に記載の植物の繁殖材料であり、
前記植物は、植物の花弁の細胞中において、アントシアニジン色素が前記細胞中に存在している色素の総量に対して30質量%以上蓄積されており、かつアントシアニジン修飾酵素遺伝子の少なくとも一部が、欠損されている、
繁殖材料。
A propagation material of the plant according to any one of claims 6 to 10 ,
In the plant, anthocyanidin pigments are accumulated in the cells of the petals of the plant in an amount of 30% by mass or more of the total amount of pigments present in the cells, and at least a portion of anthocyanidin modifying enzyme genes is deleted.
Breeding material.
請求項10のいずれか一項に記載の植物の植物体の一部、組織又は細胞であり、
前記植物は、植物の花弁の細胞中において、アントシアニジン色素が前記細胞中に存在している色素の総量に対して30質量%以上蓄積されており、かつアントシアニジン修飾酵素遺伝子の少なくとも一部が、欠損されている、
植物体の一部、組織又は細胞。
A part, tissue or cell of the plant body according to any one of claims 6 to 10 ,
In the plant, anthocyanidin pigments are accumulated in the cells of the petals of the plant in an amount of 30% by mass or more of the total amount of pigments present in the cells, and at least a portion of anthocyanidin modifying enzyme genes is deleted.
A part, tissue or cell of a plant.
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